Cómo hacer un prototipo de carcasa de plástico a prueba de agua

Publicado el 12 de julio de 2019 | Por Candy, directora de marketing de WayKen

Los clientes demandan cada vez más de los dispositivos que producen los fabricantes. Hace solo 5 o 10 años, quién hubiera pensado en teléfonos, relojes, cámaras o luces que funcionan bajo el agua. Hoy en día, cuando vemos un reloj que no es resistente al agua, lo desaprobamos. Muchos modelos de tabletas y teléfonos celulares pueden sumergirse o al menos resistirán una caída en un charco. Algunos dispositivos no pueden hacer nada con él, por ejemplo, licuadoras, ollas eléctricas y otros electrodomésticos. Sin embargo, hacer un dispositivo a prueba de agua es más fácil decirlo que hacerlo.

El punto principal es hacer un recinto que evite que el agua provoque un cortocircuito en sus dispositivos electrónicos. Debe asegurarse de que se instalen características especiales para evitar que entre agua. E incluso entonces, debe hacer un prototipo de plástico resistente al agua de su gabinete para realizar pruebas y asegurarse de que no tenga fugas. Entonces, aquí hay algunos consejos de diseño para crear gabinetes de plástico personalizados y algunos sobre gabinetes de metal que protegen contra el agua. Y lo que es más importante, también algunos consejos para la creación rápida de prototipos.

Estándares de recintos impermeables

Lo primero que debe saber es que existen varios grados de impermeabilización de los recintos. Todos están clasificados por los estándares IP y NEMA. La IP por el Marcado de Protección Internacional es la más extendida por lo que aquí tienes una lista de grados de estanqueidad con calificación IP.

1. IP65. Esta norma establece que el recinto debe soportar un chorro de agua. Esto se prueba colocando un recinto y vertiendo agua desde todos los ángulos en un chorro. Los parámetros son los siguientes:distancia -3 m; diámetro de la boquilla – 6,3 mm; presión de agua 30 kPa, volumen de agua – 12,5 litros por minuto.
2. IP66. Un recinto según esta norma debe soportar chorros de alta presión. Hasta 100 kPA y 100 litros por minuto fluyendo desde una boquilla de agua de 12,5 de diámetro durante 3 minutos.
3. IP67. Este estándar dicta un diseño completamente impermeable. La pieza se sumerge bajo 1 m de agua durante media hora para realizar pruebas.

Como puede ver, los estándares IP son diferentes. Y esa es una gran ventaja, ya que puede estimar correctamente las condiciones en las que se supone que debe funcionar su dispositivo y decidir dónde dejar de insertar funciones para desviar el agua. Es decir, hacer un diseño completamente impermeable es mucho más caro que hacer un cerramiento que aguante un chorro de agua o unas gotas.

5 formas de hacer conexiones impermeables para recintos

Ahora que conocemos los estándares de las cajas de plástico herméticas, veamos qué podemos hacer para que sean así. Aquí hay una lista de las medidas más utilizadas para fabricar cajas de plástico personalizadas teniendo en cuenta los estándares IP66-67.

1.Sellos y juntas . El método más común, útil y económico para fabricar cajas de plástico a prueba de agua y cajas de aluminio a prueba de agua (o de cualquier otro metal, para el caso) es usar sellos de goma. Son baratos, no ocupan mucho espacio y son extremadamente eficientes. El mecanismo principal aquí es que el caucho es elástico y cubre las dos partes de conexión y evita que entre líquido entre las partes y el sello. Entre las juntas, las más extendidas son las juntas tóricas. Son anillos de goma con una sección transversal redonda. Las juntas tóricas tienen tasas de supresión sobresalientes, por lo que protegen mejor contra líquidos. Incluso se pueden utilizar para hacer sellos dinámicos. Es entonces cuando una parte se mueve (un pistón, por ejemplo) y la otra parte se asienta. Solo tienes que hacer 2-3 ranuras con juntas tóricas en la parte estática y listo.

2.Insertar moldura . Este es útil para cerramientos de aluminio o metal. Básicamente, moldeas un elemento elástico que servirá como sello en una pieza de metal. El sello será más pequeño de esa manera y no lo perderás ya que está arreglado.

3.Sobremoldeado es básicamente lo mismo que el montículo de inserción, pero el componente base también está hecho de plástico. Este método es principalmente viable para la producción en masa, ya que utiliza una costosa técnica de moldeo por inyección de plástico. Sin embargo, la tecnología de fabricación moderna permite a los diseñadores probar las carcasas de sus proyectos haciendo un pedido a algunos servicios de creación de prototipos que pueden ofrecer un moldeo por inyección rápido.

4.Soldadura es más común en cajas metálicas para electrónica. El metal alrededor de los bordes de las piezas unidas se funde, por lo que la pieza se vuelve completamente hermética y, de hecho, un solo componente. Sin embargo, sellar completamente los circuitos no siempre es una buena idea porque va a ser muy difícil reparar el dispositivo en caso de que funcione mal y, además, inevitablemente habrá algo de aire atrapado en el interior y cuando el dispositivo se caliente, la presión dentro se montará y la carcasa puede explotar en algún momento.

5.Cinta de espuma y adhesivos son bastante útiles y fáciles de usar. No requieren modificaciones de diseño y protegen muy bien contra el agua. Sin embargo, su principal problema es que solo se pueden usar hasta el primer desmontaje. Una vez que separas las piezas, los adhesivos se vuelven inútiles e incluso dificultan este último ensamblaje porque tendrás que raspar los sobrantes. A menudo se utilizan en pruebas rápidas de verificación de diseño de prototipos en las que se utiliza soldadura en el producto final.

Fabricación rápida de prototipos de carcasas impermeables

Entonces, ha elegido dónde colocar algunas juntas tóricas, dónde soldar y dónde pegar las piezas. Ahora, antes de la producción en masa, debe verificar el estándar IP de su diseño con pruebas físicas reales. Y para eso, debe fabricar un prototipo rápido de recinto impermeable. Hay muchas técnicas para hacer eso dependiendo de los materiales del prototipo.

Por ejemplo, se pueden configurar cajas de plástico pequeñas y medianas para impresión 3D. Los diseños de gabinetes de metal deben ser mecanizados por CNC en talleres mecánicos. Y, por último, los diseños sobremoldeados o los lotes de prototipos se pueden fabricar con moldeo por inyección rápida, un proceso similar al moldeo convencional pero con un diseño de molde flexible mejorado y un costo de creación de prototipos mucho más bajo.

Una vez fabricados los prototipos, es importante ensamblarlos con cuidado para garantizar que los resultados de las pruebas sean los mejores posibles. Si las pruebas no son satisfactorias, deberá revisar el diseño y volver a fabricar. La creación rápida de prototipos también será útil aquí, ya que es muy flexible y recibirá un prototipo modificado tan pronto como sea posible.